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1、10申请公布号CN104205652A43申请公布日20141210CN104205652A21申请号201380014525422申请日2013020761/633,41520120210USH04B1/4020060171申请人赫梯特微波公司地址美国马萨诸塞72发明人BT卡沃斯A塞勒比74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人金晓54发明名称用于混频器的改良型本地振荡器LO驱动电路57摘要本发明示出了种用于混频器的改良型本地振荡器LO驱动电路，该LO驱动电路包括对应于在预定LO频率范围内响应LO输入信号的增益电路。至少第一对电阻和电容的并联组合耦合到所述增益电路和。
2、混频器的LO输入。所述电阻配置为在频率范围的低频处增加阻抗，电容配置为通过减小所述第一并联组合在频率范围的高频处的阻抗来减小电阻的阻抗。至少第二对低品质电感器和高品质电感器的并联组合连接至该第对。与第一对串联组合的第二对经调谐以在该预定LO频率范围内在该混频器的LO输入处提供一恒定的期望负载阻抗和恒定的期望电压振幅。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014091586PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0251142013020787PCT国际申请的公布数据WO2013/119788EN2013081551INTCL权利要求书2页说明书5页附图11页19中华人民共和国国。
3、家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图11页10申请公布号CN104205652ACN104205652A1/2页21一种用于混频器的改良型本地振荡器LO驱动电路，该LO驱动电路包括增益电路，响应于对在预定LO频率范围的LO输入信号的响应；至少第一对电阻器和电容器的并联组合，其耦合到所述增益电路和所述混频器的LO输入，所述电阻器配置为在频率范围的低频处增加阻抗，所述电容器配置为在频率范围的高频处减小所述第一并联组合的阻抗；以及至少第二对低品质电感器和高品质电感器的并联组合，其连接至所述第一对，与所述第一对串联组合的所述第二对经调谐以在所述预定LO频率范围内在所述混频器的LO输。
4、入处提供恒定的期望负载阻抗和恒定的期望电压振幅。2如权利要求1所述的LO驱动电路，其中所述第二对的每个低品质电感器具有预定电感和预定寄生现象。3如权利要求1所述的LO驱动电路，其中所述第二对的低品质电感器彼此电感耦合。4如权利要求1所述的LO驱动电路，其中所述第二对的每个高品质电感器具有预定电感和预定寄生现象。5如权利要求1所述的LO驱动电路，其中所述第二对的高品质电感器彼此电感耦合。6如权利要求1所述的LO驱动电路，其中所述第一对的每个电容器具有预定电容和预定寄生现象。7如权利要求1所述的LO驱动电路，进一步包括与每一个低品质电感器串联连接的电阻器，经调谐提供恒定的期望负载阻抗和恒定的期望电。
5、压振幅。8如权利要求7所述的LO驱动电路，所述电阻器具有预定电阻和预定寄生现象。9如权利要求1所述的LO驱动电路，其中所述预定LO频率范围包含介于大约400MHZ至大约10GHZ范围内的频率范围。10如权利要求1所述的LO驱动电路，其中所述预定LO范围包括介于600MHZ至大约35GHZ的频率范围。11如权利要求1所述的LO驱动电路，所述恒定的期望电压振幅包含介于大约05V至大约3V范围内的单端峰到峰电压。12一种用于混频器的改良型本地振荡器LO驱动电路，该LO驱动电路包括增益电路，响应于在预定LO频率范围的LO输入信号；至少第一对电阻器和电容器的并联组合，其耦合到所述增益电路和所述混频器的L。
6、O输入，所述电阻器配置为在频率范围的低频处增加阻抗，所述电容器配置为在频率范围的高频处减小所述并联组合的阻抗；以及至少第二对与低品质电感器及电阻器的串联组合并联连接的高品质电感器的并联组合，其连接至所述第一对，与所述第一对串联组合的所述第二对经调谐以在所述预定LO频率范围内在所述混频器的LO输入处提供恒定的期望负载阻抗和恒定的期望电压振幅。13如权利要求12所述的LO驱动电路，其中所述第二对的每个低品质电感器具有预定电感和预定寄生现象。14如权利要求12所述的LO驱动电路，其中所述第二对的低品质电感器彼此电感耦合。15如权利要求12所述的LO驱动电路，其中所述第二对的每个高品质电感器具有预定电。
7、感和预定寄生现象。权利要求书CN104205652A2/2页316如权利要求12所述的LO驱动电路，其中所述第二对的高品质电感器彼此电感耦合。17如权利要求12所述的LO驱动电路，其中所述第一对的每个电容器具有预定电容和预定寄生现象。18如权利要求12所述的LO驱动电路，其中所述电阻器具有预定电阻和预定寄生现象。19如权利要求12所述的LO驱动电路，其中所述预定LO频率范围包含介于大约400MHZ至大约10GHZ范围内的频率范围。20如权利要求12所述的LO驱动电路，其中所述预定LO频率范围包括介于大约600MHZ至大约35GHZ的频率范围。21如权利要求12所述的LO驱动电路，其中所述恒定的。
8、期望电压振幅包含介于大约05V至大约3V范围内的单端峰到峰电压。权利要求书CN104205652A1/5页4用于混频器的改良型本地振荡器LO驱动电路0001相关申请0002根据35USC119,120,363,365,和37CF，R155和178，本申请请求2012年2月10日提交的申请号为61/633,415的美国临时申请案的权益及优先权，该美国临时申请以引用方式并入本文中。技术领域0003本发明涉及一种用于混频器的改良型本地振荡器LO驱动电路。背景技术0004混频器通常用于射频RF系统及微波系统中以将RF信号降频转换或升频转换为中频IF信号。以引用方式并入本文的7,880,557号美国专利。
9、揭示可利用实现混合平衡不平衡转换器的双平衡混频器；以引用方式并入本文的5,060,208号美国专利揭示可采用有源分布元件的平衡不平衡转换器的单体式双平衡混频器；以引用方式并入本文的6,653,885号美国专利教导具有平衡不平衡转换器电路的片上集成混频器；以引用方式并入本文的5,361,409号美国专利揭示需要低本地振荡器功率水平及高三阶拦截的场效应晶体管FET混频器；以引用方式并入本文的7,580,693号美国专利教导无源反射混频器，例如利用FET的单平衡、双平衡或三平衡混频器。0005有源混频器通常依赖于模拟电路来产生IF信号，而无源混频器通常利用开关晶体管来形成IF信号。0006在任一情形。
10、中，可籍由用LO驱动电路将本地振荡器LO信号注入至混频器中来达成IF频率。LO驱动电路需要在到混频器的LO输入处提供足够大的恒定的峰到峰电压振幅，以获得良好的高三阶拦截点IP3及转换增益。使用传统的LO驱动电路难以在宽频率范围内达到LO输入处大的恒定峰到峰电压振幅。为了维持所需的峰到峰电压振幅，传统LO驱动电路通常电感性地装载与DQ电阻器串联的一对电感器或中心分接的变压器来定义低频增益和总带宽。然而，当输入频率增加时，与开关装置和电感器相关联的寄生现象降低了LO驱动电路的输出阻抗和对应的峰到峰增益。因此，当LO频率增加时，传统的LO驱动电路会在至混频器的LO输入处存在电压的不良振幅表现。此外，。
11、当至混频器的LO输入处电压振幅随频率改变时，传统的无源混频器通常依赖于对于每一个频率改变混频器的控制电压来获得最佳IP3和转换增益。这一技术复杂而且需要与用户的互动。发明内容0007在一方面，以一种用于混频器的改良型本地振荡器LO驱动电路为特征。该LO驱动电路包括增益电路，响应于对在预定LO频率范围的LO输入信号的响应，至少第一对电阻器和电容器的并联组合，其耦合到所述增益电路和所述混频器的LO输入，所述电阻器配置为在频率范围的低频处增加阻抗，所述电容器配置为在频率范围的高频处减小所述第一并联组合的阻抗；以及至少第二对低品质电感器和高品质电感器的并联组合，其连接至说明书CN104205652A2。
12、/5页5所述第一对，与所述第一对串联组合的所述第二对经调谐以在所述预定LO频率范围内在所述混频器的LO输入处提供恒定的期望负载阻抗和恒定的期望电压振幅。0008在一个实施例中，所述第二对中的每一个低品质电感器可以具有预定的电感和预定的寄生现象。所述第二对的低品质电感器彼此电感耦合。第二对中的每一个高品质电感器可以具有预定的电感和预定的寄生现象。所述第二对中的高品质电感器彼此电感耦合。所述第一对中的每一个电容可以具有预定的电容和预定的寄生现象。该LO驱动电路可以包括与每一个低品质电感器串联连接的电阻器，经调谐提供恒定的期望负载阻抗和恒定的电压振幅。该电阻器可以具有预定电阻和预定寄生现象。该预定L。
13、O频率范围可以包含介于大约400MHZ至大约10GHZ范围内的频率范围。该预定LO范围可以包括介于600MHZ至大约35GHZ的频率范围。该恒定的期望电压振幅可包含介于大约1V至大约3V范围内的单端峰到峰电压。0009在另一方面，以一种用于混频器的改良型本地振荡器LO驱动电路为特征。该驱动电路包括增益电路，响应于在预定LO频率范围的LO输入信号，至少第一对电阻器和电容器的并联组合，其耦合到所述增益电路和所述混频器的LO输入，所述电阻器配置为在频率范围的低频处增加阻抗，所述电容器配置为在频率范围的高频处减小所述并联组合的阻抗；以及至少第二对与低品质电感器及电阻器的串联组合并联连接的高品质电感器的。
14、并联组合，其连接至所述第一对，与所述第一对串联组合的所述第二对经调谐以在所述预定LO频率范围内在所述混频器的LO输入处提供恒定的期望负载阻抗和恒定的期望电压振幅。0010在一个实施例中，所述第二对中的每一个低品质电感器具有预定的电感和预定的寄生现象。所述第二对的低品质电感器彼此电感耦合。第二对中的每一个高品质电感器可以具有预定的电感和预定的寄生现象。所述第二对中的高品质电感器彼此电感耦合。所述第一对中的每一个电容可以具有预定的电容和预先设定的寄生现象。该电阻器可以具有预定电阻和预定寄生现象。该预定LO频率范围可以包含介于大约400MHZ至大约10GHZ范围内的频率范围。该预定LO范围可以包括介。
15、于600MHZ至大约35GHZ的频率范围。该恒定的期望电压振幅可包含介于大约1V至大约3V范围内的单端峰到峰电压。0011但是，在其他实施例中，本发明未必达成所有此目标，并且本发明权利要求的范围不应限于能够达到此目标的结构和方法。附图说明0012对于本领域技术人员来说，依据一较佳实施例的以下阐述和附图，其他目标目标、特征和优点也是可以想到的，附图包括0013图1为连接到混频器的传统电阻负载LO驱动电路的电路图；0014图2描述了图1所示的LO驱动电路在预定LO频率范围内的负载阻抗表现；0015图3为具有经调谐用于较低频带的串联连接的低品质负载电感与负载电阻的传统LO驱动电路的电路图；0016图。
16、4描述了图3所示的LO驱动电路在预定LO频率范围内的负载阻抗表现；0017图5为装载有经调谐用于较高频带的高品质负载电感的传统用LO驱动电路的电路图；0018图6描述了图5所示的LO驱动电路在预定LO频率范围内的负载阻抗表现；说明书CN104205652A3/5页60019图7描述了并联高品质负载电感、并联低品质负载电感及其组合在预定LO频率范围内的负载阻抗表现；0020图8为用于本发明的混频器的改良型LO驱动电路的一个实施例的电路图；0021图9描述了图8所示的LO驱动电路在预定LO频率范围内的负载阻抗表现的一项实例；0022图10为进一步详细显示图9所示LO驱动电路的主要组件，并且显示连接。
17、至图8所示每一个低品质电感器的负载电阻的实例的电路图；0023图11为显示根据本发明的一个实施例连接至FET混频器的图10所示LO驱动电路的电路图；0024图12为显示图8至图11中的一个或多个所示的LO驱动电路的集成电路布局的一项实例的示意图。具体实施方式0025除下文所揭示的较佳实施例或若干较佳实施例以外，本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式实践或实施。因此，应理解本发明在其应用发明并不限于以下说明中所陈述或图示中所图解说明的构造细节和组件配置。如果本文中仅阐述一项实施例，本发明的权利要求范围不应限于该实施例。此外，除非存在清楚且令人信服的证据证明一特定排除、限制或免责声明，否则不应。
18、该限制性的阅读本发明的权利要求。0026如上文背景技术部分所述，混频器10图1，例如，宽带混频器或类似类型的混频器通常用于RF系统以及微波系统中，以将在输入12及14处所接收的RF信号降频转换或升频转换为输出16和18处的IF信号。可籍由使用将LO输入22和24处的信号输入至混频器10的LO驱动电路来形成IF信号。传统LO驱动电路20包含响应于28处的负相位LO输入信号INN及30处正相位LO输入信号INP的增益电路26。例如，如所显示的，LO驱动电路20以电阻方式装载有如所显示连接至增益电路26和LO输入22及24的电阻RDC32与电容CP34以及电阻RDC36与电容CP38的并联组合。如背。
19、景技术部分中所述，LO驱动电路需要在LO驱动电路20的LO操作频率范围内在至混频器10的LO输入22及24处提供足够大的恒定峰到峰电压振幅。然而，当至LO驱动电路20的输入频率增加时，包括寄生电容、寄生电感、寄生耦合及寄生电阻等的寄生现象本文中称为与LO驱动电路的各种组件例如，FET27及29相关联的“寄生现象”增加及减小LO驱动电路20的负载阻抗。图表39图2显示在大约F136至F238之间的预定LO频率范围内LO驱动电路20减小的负载阻抗特性的实例。在一个实例中，F136可在大约400MHZ的频率处且F238可在大约10GHZ的频率处。在另一实例中，F136可在大约700MHZ的频率处且F。
20、238可在大约35GHZ的频率处。也可以使用其他频率范围。如由图表39所示，当LO输入频率增加时LO驱动电路20的负载阻抗显著减小。因此，在较高频率处，LO驱动电路20无法在LO输入22和24处提供所需的峰到峰电压振幅。图表40显示在F136和F238之间的预定LO频率范围内LO驱动电路所需的期望恒定阻抗特性的一项实例。0027为改良较低频率例如频率F136或类似低频处的阻抗特性，传统LO驱动电路20图3，其中已赋予相似部件相似编号可以电感方式装载有分别与DQ电阻RLQ46、RLQ48串联连接的一对低品质电感器LLQ42与LLQ44或中心分接变压器或平衡不平衡转说明书CN104205652A4。
21、/5页7换器，以定义LO驱动电路20的低频增益及总带宽。如本文中所使用的，低品质电感器具有多于高品质电感器的寄生现象。类似于上文所述，与LO驱动电路20相关联的寄生现象例如，与开关装置27与29以及低品质电感LLQ42与LLQ44相关联的寄生现象产生图表50图4，其中已赋予相似部件相似编号中所示的阻抗特性。可以看到，阻抗特性在接近F136的较低频率处得到改良，但在接近F238的较高频率处显著降低。0028为改善较高频率例如频率F238或类似高频处的阻抗特性，传统LO驱动电路20图5，其中已赋予相似部件相似编号可以以电感方式装载有连接至增益电路26以及LO输入22及24的一对高品质电感器LLQ6。
22、0与LLQ62或中心分接变压器或平衡不平衡转换器。与LO驱动电路20相关联的寄生现象例如，开关装置27和29以及高品质电感器LLQ60与LLQ62的寄生现象产生图表64图6，其中已赋予相似部件相似编号中所示的输出阻抗特性。可以看到，阻抗特性在接近F238的较高频率处得到改良，但在接近F136的较低频率处显著降低。0029本发明人认识到，若在LO驱动电路中低品质电感器与高品质电感器并联连接，则所得阻抗将是低品质电感器与高品质电感器的阻抗的串联组合。图表66图7显示表示低品质电感器阻抗的阻抗特性的图表68与表示高品质电感器阻抗的阻抗特性的图表69的组合的一个实例。0030用于本发明的一项实施例的混。
23、频器的改良型LO驱动电路70图8，其中已赋予相似部件相似编号包含响应于74处的输入信号INN和76处的输入信号INP的增益电路72。增益电路72可类似于上文参考图1、图3及图5所论述的增益电路26或者可具有本领域技术人员已知的任何类型的设计。在一项实例中，增益电路72响应具有大约400MHZ例如，图9，F188处所指示至大约10GHZF290处所指示的范围内的预定LO频率范围的INN74、INP76处的输入信号。LO驱动电路70图8也包括耦合至增益电路72和混频器10的LO输入20、22的至少第一对78的电阻RDC80与电容CP82以及电阻RDC84与电容CP86的并联组合。电阻RDC80、R。
24、DC84配置为在例如接近F188，图9的低频处增加LO驱动电路70的阻抗。电容CP82、CP86配置为在例如接近F290的高频处使各自对应的电阻电容对短路以减小电阻RDC80、RDC84的电阻性阻抗。0031LO驱动电路70还包括至少第二对100的低品质电感器LLQ102与高品质电感器LHQ104的并联组合以及低品质电感器LLQ106与高品质电感器LHQ108的并联组合。如图所示，第二对100连接至第一对78。LHQ104与LHQ108可以配置为在109处所示的中心分接变压器或平衡不平衡转换器。与第一对78串联组合的第二对100经调谐以在预定LO频率范围内在LO输入20、22处提供恒定的期望负。
25、载阻抗和信号的期望的恒定电压振幅。该调谐可包括籍由仿真确定LLQ102、LLQ106、LHQ104、LHQ108、CP82和CP86的阻抗及寄生现象以在预定LO频率范围内实现恒定的期望负载阻抗和恒定的期望电压振幅。在一项实例中，LLQ102和LLQ106可以具有大约37NH的电感和大约823的寄生电阻，LHQ104和LHQ108可以具有大约59NH的电感和大约34的寄生电阻，CP82和CP86具有大约1PF的电容和大约02的寄生电阻，以实现LO驱动电路70的期望阻抗特性，如下文所论述。0032图表100图9显示在F188和F290之间的预定LO频率范围内由LO驱动电路70产生的恒定负载阻抗特性。
26、的一项实例。图表100由图表102与图表104的组合产生。在此实例中，图表102表示LLQ102、LHQ104以及LLQ106、LHQ108的并联组合的的电感性负载说明书CN104205652A5/5页8对图8的并联等效的阻抗特性，图表104表示RDC80、CP82以及RDC84、CP86的对78的阻抗特性。因此，LO驱动电路70在大约F188图9和F290之间的LO频率范围内提供期望的恒定负载阻抗。在一项实例中，LO驱动电路可具有大约50的绝对恒定输出阻抗。然而，这只是出于示例性目的，如本领域技术人员所知，LO驱动电路70的其他实施例所期望的恒定负载阻抗可以不同。结果是LO驱动电路70图8在。
27、大约F188图9和F290之间的预定LO频率范围内在LO输入20、22处提供信号的恒定的期望电压振幅。在一个实例中，LO输入20、22处的信号的恒定期望电压振幅具有介于大约05V至大约3V的范围内的单端峰到峰电压，且预定LO频率范围可在大约400MHZ与大约10GHZ之间，如上文所述。本领域技术人员已知LO频率范围和恒定期望电压的其他实例。结果是LO驱动电路70是对上文所述的传统LO驱动电路的显著改良，传统的LO驱动电路70通常仅仅在大约600MHZ至大约1,700MHZ的LO频率范围操作，并且针对每一频率设定混频器的控制电压以获得最佳IP3和转换增益。0033LO驱动电路70图10，其中相似。
28、部件包含相似编号类似于LO驱动电路70图8，除了此实例，LO驱动电路70图10包含如图所示的与低品质电感器LLQ102串联连接的电阻RLQ120以及与低品质电感器LLQ106串联连接的电阻RLQ122，以提供由曲线102图9所示的负载阻抗特性。在此实例中，使用RLQ120和RLQ122的电阻代替LLQ102和LLQ106的寄生电阻，如上文参考图8所述。在此实例中，RLQ120和RLQ122可各自具有大约75的电阻，LLQ102和LLQ106具有与上文所述相同的电感37NH但具有大约730的寄生电阻。0034在此实例中，LO驱动电路70包含具有如图所示的设计的增益电路72。增益电路72的其他设计。
29、是已知的。LLQ102、LLQ106、LHQ104、LHQ108、CP82和CP86的寄生电容指示为CPAR。0035在一项实例中，混频器10图11，其中已赋予相似部件相似编号配置为如图所示的FET混频器。0036图12其中已赋予相似部件相似编号显示LO驱动电路70的主要组件例如，LLQ102、LLQ106、LHQ104、LHQ108、增益电路72和混频器10的一个示例性集成电路布局。0037虽然本发明的特定特征在某些图示中示出而在其他图示中未示出，但这只是为了方便起见，每一个特征可以与根据本发明的其他特征中的任何或所有特征组合。如本文中所使用的措辞“包含INCLUDING”、“包括COMPR。
30、ISING”、“含有HAVING”以及“具有WITH”应广义和全面的理解而不限于任何实体互连。此外，本申请所揭示的任何实施例不应看作仅有的可能实施例。0038此外，在此专利的专利申请的审查期间递交的任何修改并非放弃在申请日提交的本申请中呈现的任何权利要求范围本领域技术人员无法合理预期的起草字面意义上包括所有可能的等效物的权利要求，诸多等效物在修改时是不可预见的，并且是超出提交的内容如果有的话的公允解释，作为修改的基础的理念与诸多等效物的关系不可以脱离主题，和/或在无法预期申请人阐述用于修改的任何申请专利范围要素的特定非实质性替代物的诸多其他原因。0039本领域技术人员可以想到在权利要求范围内的。
31、其他实施例。说明书CN104205652A1/11页9图1现有技术说明书附图CN104205652A2/11页10图2现有技术说明书附图CN104205652A103/11页11图3现有技术说明书附图CN104205652A114/11页12图4现有技术说明书附图CN104205652A125/11页13图5现有技术图6说明书附图CN104205652A136/11页14图7说明书附图CN104205652A147/11页15图8说明书附图CN104205652A158/11页16图9说明书附图CN104205652A169/11页17图10说明书附图CN104205652A1710/11页18图11说明书附图CN104205652A1811/11页19图12说明书附图CN104205652A19。